JPH03117665A - Egr device of turbosupercharge engine - Google Patents
Egr device of turbosupercharge engineInfo
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-
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Abstract
Description
「産業上の利用分野】
本発明はターボ過給エンジンのＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ
ａ ａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｊｏｎ、排気ガ
ス再循環）装置に係り、とくに排気ガスによって駆動さ
れるターボチャージャで吸気を圧縮して過給を行なうよ
うにした過給エンジンに組合わせるようにしたＥＧＲ装
置に関する。
に発明の概要】
エンジンの排気系から取出された排気ガスをコンプレッ
サによって圧縮するとともに、ターボチャージャのブー
スト圧よりも高い圧力でアキュムレータタンク内に蓄圧
しておき、必要に応じて電磁弁を開いて排気ガスを吸気
系に供給するようにしたものであって、これによってタ
ーボ過給とＥＧＲとの組合わせを可能にしたものである
。"Field of Industrial Application" The present invention relates to EGR (Exhaust) of turbocharged engines.
The present invention relates to an exhaust gas recirculation (exhaust gas recirculation) system, and particularly to an EGR system that is combined with a supercharged engine that performs supercharging by compressing intake air using a turbocharger driven by exhaust gas. [Summary of the invention] Exhaust gas taken out from the exhaust system of the engine is compressed by a compressor, and the pressure is accumulated in an accumulator tank at a pressure higher than the boost pressure of the turbocharger, and a solenoid valve is opened as necessary. This system supplies exhaust gas to the intake system, thereby making it possible to combine turbocharging and EGR.
排気ガス中の窒素酸化物の量を低減するための１つの方
法としてＥＧＲが知られている。ＥＧＲは排気ガスの一
部を抽出するとともに、吸気側に戻すようにしたもので
あって、酸素の量が相対的に少ない排気ガスを吸気に混
合することによって、燃焼が緩慢になり、燃焼温度を抑
制することが可能になる。従ってこのような緩慢な燃焼
によって、窒素酸化物の生成量を押えることが可能にな
る。
Ｋ発明が解決しようとする問題点】
・ところがこのようなＥＧＲ装置をターボ過給エンジン
に組込むことには困難を伴っていた。その第１の理由は
、ターボチャージャのブースト圧が通常２〜３ｋｇ／ｃ
ｊに達するために、ＥＧＲのガス圧よりもターボチャー
ジャのブースト圧が高くなり、排気ガスを吸気系側に押
込むことができなくなるからである。また第２の理由と
しては、ＥＧＲガスによって吸気が暖められて膨張する
ことになり、空気量が減少するようになる。従ってとく
にターポインタクーラエンジンとＥＧＲとの組合わせは
不適当であった。またＥＧＲガスをエンジンの負荷や回
転数等に応じて、最適な時期に吸気系側に戻すことが困
難であるという欠点があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、ターボチャージャのブースト圧に打勝ってＥＧＲガ
スを吸気系に最適なタイミングで充填し得るようにした
ターボ過給エンジンのＥＧＲ装置を提供することを目的
とするものである。
に問題点を解決するための手段】
本発明は、排気ガスによって駆動されるターボチャージ
ャで吸気を圧縮して過給を行なうようにしたエンジンに
おいて、排気系から取出された排気ガスを圧縮するコン
プレッサと、該コンプレッサで圧縮された排気ガスを蓄
圧しておくアキュムレータタンクと、該アキュムレータ
タンク内の吸気を吸気系に供給するのを制御する制御手
段とを具備するようにしたものである。
Ｋ作用】
従って排気系から取出された排気ガスをコンプレッサに
よって圧縮するとともに、圧縮された排気ガスをアキュ
ムレータタンクに蓄えておき、制御手段によって所定の
タイミングで排気ガスを吸気側に供給することが可能に
なる。EGR is known as one method for reducing the amount of nitrogen oxides in exhaust gas. EGR extracts a portion of the exhaust gas and returns it to the intake side. By mixing exhaust gas with a relatively low amount of oxygen into the intake air, combustion slows down and the combustion temperature decreases. becomes possible to suppress. Therefore, such slow combustion makes it possible to suppress the amount of nitrogen oxides produced. Problems to be Solved by Invention K] - However, it has been difficult to incorporate such an EGR device into a turbocharged engine. The first reason is that the boost pressure of the turbocharger is usually 2 to 3 kg/c.
This is because the boost pressure of the turbocharger becomes higher than the EGR gas pressure in order to reach J, making it impossible to push exhaust gas into the intake system. The second reason is that the intake air is warmed and expanded by the EGR gas, and the amount of air decreases. Therefore, the combination of the tarpointer cooler engine and EGR was particularly inappropriate. Another drawback is that it is difficult to return the EGR gas to the intake system at an optimal time depending on the engine load, engine speed, etc. The present invention has been made in view of these problems, and provides an EGR device for a turbocharged engine that can overcome the boost pressure of the turbocharger and fill the intake system with EGR gas at an optimal timing. The purpose is to provide the following. Means for Solving the Problems] The present invention provides a compressor for compressing exhaust gas taken out from an exhaust system in an engine in which intake air is compressed and supercharged by a turbocharger driven by exhaust gas. The system includes an accumulator tank for accumulating pressure of exhaust gas compressed by the compressor, and a control means for controlling supply of intake air in the accumulator tank to the intake system. K action] Therefore, it is possible to compress the exhaust gas taken out from the exhaust system by the compressor, store the compressed exhaust gas in the accumulator tank, and supply the exhaust gas to the intake side at a predetermined timing by the control means. become.
【実施例１
図面は本発明の一実施例に係るターボ過給エンジンのＥ
ＧＲ装置を示すものであって、この装置はディーゼルエ
ンジン１０に装備されている。ディーゼルエンジン１０
のシリンダブロックの両側には吸気マニホールド１１と
排気マニホールド１２とがそれぞれ取付けられている。
なお吸気マニホールド１１は２分割されており、３気筒
毎に分れた構造になっている。また排気マニホールド１
２にはターボチャージャ１３のタービン１４が接続され
るとともに、このタービン１４の出口側は排気管１５に
接続されている。そして排気管１５の下流側にはマフラ
１６が取付けられている。
これに対してターボチャージャ１３のコンプレッサ１７
は吸気管１８に接続されるとともに、この吸気管１８の
先端側にエアクリーナ１９が取付けられている。またタ
ーボチャージャ１３のコンプレッサ１７の出口側は吸気
管２０と接続されるとともに、この吸気管２０にインタ
クーラ２１が接続されるようになっている。
つぎにＥＧＲ装置について説明すると、排気ガスを取出
すためのＥＧＲバイブ２４が排気管１５に接続されてい
る。このＥＧＲバイブ２４の先端部はコンデンサ２５内
のパティキュレートフィルタ２６の入口側に接続されて
いる。そしてパティキュレートフィルタ２６の出口側に
接続されるとともにコンデンサ２５の出口側から引出さ
れたＥＧＲバイブ２４はコンプレッサ２７に接続されて
いる。このコンプレッサ２７はエンジン１０によって駆
動されるようになっており、しかも圧縮した排気ガスを
ＥＧＲパイプ２８を通してアキュムレータタンク２９に
充填するようにしている。
アキュムレータタンク２９にはリリーフ弁３０が取付け
られるとともに、このリリーフ弁３０は戻しバイブ３１
を介して排気管１５に接続されている。さらにアキュム
レータタンク２９には一対の電磁弁３２が取付けられる
とともに、これらの電磁弁３２の出口側はＥＧＲガス充
填パイプ３３と接続されている。これらのパイプ３３の
先端部は吸気マニホールド１１との接続部分の近傍にお
いて吸気管２０に接続されるようになっている。
そして一対の電磁弁３２がコントローラ３４によって制
御されるようになっている。
以上のような構成において、エンジン１０の各シリンダ
内での燃焼によって生じた排気ガスは排気マニホールド
１２を通して排気タービン１４に導かれることになり、
これによってターボチャージャ１３が駆動される。この
ターボチャージャ１３のタービン１４と直結されたコン
プレッサ１７はエアクリーナ１９を通して取込まれた吸
気を圧縮するようにしており、圧縮された吸気はインタ
クーラ２１によって冷却されるとともに、吸気管２０お
よび吸気マニホールド１１を通してエンジン１０の各シ
リンダに供給されるようになっており、これによってタ
ーボ過給を行なうようにしている。
つぎにこのエンジンのＥＧＲの動作を説明すると、マフ
５１６の上流側において排気管１５からＥＧＲバイブ２
４を通って抽出された一部の排気ガスはコンデンサ２５
内のパティキュレートフィルタ２６に導かれる。コンデ
ンサ２５内は吸気循環パイプ３７．３８によって、イン
タクーラ２１で冷却された吸気が循環しているために、
フィルタ２６内を通過する際に排気ガスが冷却されると
ともに、排気ガス中の水分や硫黄酸化物（主として５０
２）を凝縮してパージするようにしている。
そして冷却された排気ガスはＥＧＲバイブ２４を通して
コンプレッサ２７に導かれる。コンプレッサ２７は冷却
された排気ガスを圧縮するとともに、ＥＧＲバイア２８
によってアキュムレータタンク２９にＥＧＲガスを充填
するようにしている。なお本実施例においては、コンプ
レッサ２７によって圧縮し、アキュムレータタンク２９
内に８ｋｇ／ｄ以上の圧力で排気ガスを蓄圧するように
している。
コントローラ３４は負荷センサ３５および回転検出セン
サ３６によってエンジン１０の負荷および回転数に関す
る情報を読込むとともに、これに応じてＥＧＲを行なう
タイミングを決定する。そして所定のタイミングで電磁
弁３２に作動信号を供給し、電磁弁３２を開くようにし
ている。電磁弁３２が開かれるとアキュムレータタンク
２９内に高圧で蓄圧されていた排気ガスがＥＧＲガス充
填バイブ３３を通して吸気管２０に供給されることにな
り、これによってＥＧＲが行なわれることになる。
このようなＥＧＲによって、吸気中に冷却された排気ガ
スが混入されることになる。このように排気ガスを含ん
だ吸気がシリンダ内に導入されると、吸気中の酸素の相
対的な濃度が低下することになり、シリンダ内における
燃焼が不活発になる。
これによって燃焼温度が抑制されるために、窒素酸化物
の生成量が少なくなる。よって排気ガス中の窒素酸化物
の量を低減することが可能になり、排気ガスの改善を行
ない得るようになる。
このように本実施例に係るエンジン１０は、ＥＧＲバイ
ブ２４によって取出された排気ガスをコンデンサ２５で
冷却するとともに、パティキュレートフィルタ２６を通
過させるようにしており、コンプレッサ２７によってア
キュムレータタンク２９内に８ ｋｇ／ｄ以上の圧力で
蓄圧するようにしている。そしてコントローラ３４の制
御によって、電磁弁３２を最適な時期に開き、ＥＧＲガ
スを吸気マニホールド１１に導入するようにしている。
従ってターボチャージャ１３のブースト圧に打勝って、
最適なタイミングでＥＧＲをかけることが可能になり、
排気ガス中の窒素酸化物の量を効果的かつ確実に低減で
きるようになる。また排気ガスをコンデンサ２５で冷却
して吸気側に戻すようにしているために、吸気が膨張す
ることがなく、インタクーラ２１の効果を損うこともな
くなる。
【発明の効果】
以上のように本発明は、排気系から取出された排気ガス
をコンプレッサによって圧縮し、しかもこのコンプレッ
サで圧縮された排気ガスをアキュムレータタンク内に蓄
えておくようにし、制御手段によってこのタンク内の吸
気を吸気系に適正なタイミングで供給するようにしたも
のである。従ってターボチャージャのブースト圧に打勝
って、ＥＧＲを最適なタイミングでかけることが可能に
なり、これによってターボ過給エンジンの排気ガスの改
善を図ることが可能になる。[Embodiment 1] The drawing shows the E of a turbocharged engine according to an embodiment of the present invention.
This figure shows a GR device, which is installed in a diesel engine 10. diesel engine 10
An intake manifold 11 and an exhaust manifold 12 are respectively attached to both sides of the cylinder block. Note that the intake manifold 11 is divided into two parts, and has a structure in which each cylinder is divided into three cylinders. Also exhaust manifold 1
A turbine 14 of a turbocharger 13 is connected to 2, and the outlet side of this turbine 14 is connected to an exhaust pipe 15. A muffler 16 is attached to the downstream side of the exhaust pipe 15. On the other hand, the compressor 17 of the turbocharger 13
is connected to the intake pipe 18, and an air cleaner 19 is attached to the tip side of the intake pipe 18. Further, the outlet side of the compressor 17 of the turbocharger 13 is connected to an intake pipe 20, and an intercooler 21 is connected to the intake pipe 20. Next, the EGR device will be described. An EGR vibe 24 for extracting exhaust gas is connected to the exhaust pipe 15. The tip of this EGR vibe 24 is connected to the inlet side of a particulate filter 26 inside the capacitor 25. An EGR vibe 24 connected to the outlet side of the particulate filter 26 and drawn out from the outlet side of the condenser 25 is connected to the compressor 27. This compressor 27 is driven by the engine 10, and is configured to fill an accumulator tank 29 with compressed exhaust gas through an EGR pipe 28. A relief valve 30 is attached to the accumulator tank 29, and this relief valve 30 is connected to a return vibe 31.
It is connected to the exhaust pipe 15 via. Furthermore, a pair of solenoid valves 32 are attached to the accumulator tank 29, and the outlet sides of these solenoid valves 32 are connected to an EGR gas filling pipe 33. The tips of these pipes 33 are connected to the intake pipe 20 near the connection portion with the intake manifold 11. A pair of solenoid valves 32 are controlled by a controller 34. In the above configuration, exhaust gas generated by combustion in each cylinder of the engine 10 is guided to the exhaust turbine 14 through the exhaust manifold 12,
This drives the turbocharger 13. A compressor 17 directly connected to the turbine 14 of the turbocharger 13 compresses the intake air taken in through the air cleaner 19. The compressed intake air is cooled by the intercooler 21, and the intake pipe 20 and intake manifold 11 The air is supplied to each cylinder of the engine 10 through the engine 10, thereby performing turbocharging. Next, to explain the EGR operation of this engine, the EGR vibe 2 is connected to the exhaust pipe 15 on the upstream side of the muff 516.
Some of the exhaust gas extracted through 4 is transferred to condenser 25
The particulate filter 26 is guided to the particulate filter 26 inside. Because the intake air cooled by the intercooler 21 is circulated inside the condenser 25 by the intake air circulation pipes 37 and 38,
The exhaust gas is cooled while passing through the filter 26, and moisture and sulfur oxides (mainly 50%
2) is condensed and purged. The cooled exhaust gas is then guided to the compressor 27 through the EGR vibe 24. The compressor 27 compresses the cooled exhaust gas and the EGR via 28
The accumulator tank 29 is filled with EGR gas. In this embodiment, the compressor 27 compresses and the accumulator tank 29
The exhaust gas is stored inside the engine at a pressure of 8 kg/d or more. The controller 34 reads information regarding the load and rotation speed of the engine 10 through the load sensor 35 and rotation detection sensor 36, and determines the timing to perform EGR accordingly. Then, an actuation signal is supplied to the solenoid valve 32 at a predetermined timing to open the solenoid valve 32. When the solenoid valve 32 is opened, the exhaust gas stored at high pressure in the accumulator tank 29 is supplied to the intake pipe 20 through the EGR gas filling vibe 33, thereby performing EGR. Such EGR causes cooled exhaust gas to be mixed into intake air. When intake air containing exhaust gas is introduced into the cylinder in this manner, the relative concentration of oxygen in the intake air decreases, and combustion within the cylinder becomes inactive. This suppresses the combustion temperature, thereby reducing the amount of nitrogen oxides produced. Therefore, it becomes possible to reduce the amount of nitrogen oxides in the exhaust gas, and it becomes possible to improve the exhaust gas. As described above, in the engine 10 according to the present embodiment, the exhaust gas taken out by the EGR vibe 24 is cooled by the condenser 25 and is also passed through the particulate filter 26 . It is designed to accumulate pressure at a pressure of more than kg/d. Under the control of the controller 34, the solenoid valve 32 is opened at an optimal time to introduce EGR gas into the intake manifold 11. Therefore, overcoming the boost pressure of the turbocharger 13,
It becomes possible to apply EGR at the optimal timing,
It becomes possible to effectively and reliably reduce the amount of nitrogen oxides in exhaust gas. Further, since the exhaust gas is cooled by the condenser 25 and returned to the intake side, the intake air does not expand and the effect of the intercooler 21 is not impaired. Effects of the Invention As described above, the present invention compresses the exhaust gas taken out from the exhaust system by the compressor, and stores the exhaust gas compressed by the compressor in the accumulator tank, and controls the exhaust gas by the control means. The intake air in this tank is supplied to the intake system at appropriate timing. Therefore, it becomes possible to overcome the boost pressure of the turbocharger and apply EGR at the optimum timing, thereby making it possible to improve the exhaust gas of the turbocharged engine.
図面は本発明の一実施例に係るターボ過給エンジンのＥ
ＧＲ装置を示すブロック図である。
また図面中の主要な部分の名称はつぎの通りである。
１３・・・ターボチャージャ
１４・・・タービン
１７・・・コンプレッサ
２１・・・インタクーラ
２４・・・ＥＧＲバイブ
２５・・・コンデンサ
２６・・・パティキュレートフィルタ
２７・・・コンプレッサ
２９・・・アキュムレータタンク
３２・・・電磁弁
３４ ・
・コントローラThe drawing shows E of a turbocharged engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a GR device. The names of the main parts in the drawings are as follows. 13... Turbocharger 14... Turbine 17... Compressor 21... Intercooler 24... EGR vibe 25... Capacitor 26... Particulate filter 27... Compressor 29... Accumulator tank 32...Solenoid valve 34...Controller
Claims (1)
気を圧縮して過給を行なうようにしたエンジンにおいて
、排気系から取出された排気ガスを圧縮するコンプレッ
サと、該コンプレッサで圧縮された排気ガスを蓄圧して
おくアキュムレータタンクと、該アキュムレータタンク
内の吸気を吸気系に供給するのを制御する制御手段とを
具備することを特徴とするターボ過給エンジンのＥＧＲ
装置。1. In an engine that performs supercharging by compressing intake air with a turbocharger driven by exhaust gas, there is a compressor that compresses the exhaust gas taken out from the exhaust system, and the exhaust gas compressed by the compressor. EGR for a turbocharged engine, comprising: an accumulator tank for accumulating pressure; and a control means for controlling supply of intake air in the accumulator tank to an intake system.
Device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1254672A JPH0726597B2 (en) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | EGR device for turbocharged engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1254672A JPH0726597B2 (en) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | EGR device for turbocharged engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03117665A true JPH03117665A (en) | 1991-05-20 |
| JPH0726597B2 JPH0726597B2 (en) | 1995-03-29 |
Family
ID=17268260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1254672A Expired - Lifetime JPH0726597B2 (en) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | EGR device for turbocharged engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0726597B2 (en) |
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1989
- 1989-09-29 JP JP1254672A patent/JPH0726597B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0726597B2 (en) | 1995-03-29 |
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